CN106851617A - 一种虚拟sim卡系统及移动终端使用虚拟sim卡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟SIM卡系统及移动终端使用虚拟SIM卡的方法,包括物理SIM卡池;和管理分配物理SIM卡信息的SIM卡管理模块;与SIM卡管理模块通讯的移动终端具有双通讯通道的高通LTE芯片,以及通过其中一通信通道向SIM卡管理模块汇报当前所处位置的全球漫游卡,所述高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息使用另一个通信通道,通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据,然后将所述鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,所述MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的物理SIM卡的功能。本发明通过软件写号的方法为用户提供相应的虚拟SIM卡,不依赖硬件,且节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟SIM卡系统,还涉及到使用该虚拟SIM卡系统的移动终端使用虚拟SIM卡的方法。
背景技术
手机是目前人们日常工作生活的一个必需品,每个手机内都设有SIM卡,SIM卡也叫用户身份模块(Subscriber Identity Module,SIM),是主要用于存储用户身份识别数据、短信息数据和电话号码的智能卡。手机或者其他移动终端读取物理SIM卡的信息,进行相关的鉴权,通过后在3GPP/3GPP2网络下进行无线通信。
现有技术中一个国家内有多家不同的网络运营商,各国的网络运营商又各不相同,每一张物理SIM卡会对应其中一个国家的唯一的一个运营商网络,若是经常出国、商务出差或境外旅行,手机内安装的物理SIM卡在境外将需要支付昂贵的漫游费,而一直是他们不得不接受的硬性消费。
为了解决上述问题,现有技术中出现了一种虚拟SIM卡,特征在于包括两个通信系统,主模块为全球漫游卡,从模块为本地流量卡。通过全球漫游的主模块下载本地流量SIM卡信息到从设备。写号过程通过串行接口,数据线,时钟线及复位线硬件接口,将相关SIM卡信息写进从设备,从设备再通过写进来的卡号信息进行无线网络的注册,鉴权。需借助硬件接口动态的写物理SIM卡,这样就能进行无线通信,因此用户可以通过申请多个虚拟SIM卡来获取多个号码。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的上述技术问题,提出了一种虚拟SIM卡系统,一种虚拟SIM卡系统,包括:
物理SIM卡池,存储了不同国家或地区的不同运营商的物理SIM卡;
SIM卡管理模块,设于远程服务器,对所述物理SIM卡的信息进行管理,根据分配策略从物理SIM卡池中筛选相应的物理SIM卡的信息,并将发送给对应的移动终端;
移动终端,具有双通信通道的高通LTE芯片,以及一个全球漫游卡,所述全球漫游卡使用其中一个通信通道向SIM卡管理模块汇报当前所处位置,所述高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,该SIM卡的信息将作为一个虚拟SIM卡使用另一个通信通道,通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据,然后将所述鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,所述MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的物理SIM卡的功能。
本发明还提出了一种采用上述虚拟SIM卡系统实现移动终端使用虚拟SIM卡的方法,包括如下步骤:
在移动终端内安装全球漫游卡;
通过全球漫游卡向SIM卡管理模块汇报当前所处位置;
移动终端采用高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,APPS模块与SIM卡管理模块通讯,通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据;
将所述鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,所述MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的物理SIM卡的功能。
本发明不需要安装物理SIM卡,通过软件方式实现了物理SIM卡的功能,包括虚拟SIM卡文件系统、2G&3G鉴权算法的实现等,并提供多套IMSI等鉴权数据的传输和管理功能,通过调用Modem接口,来驱动虚拟SIM卡的功能和相关信息的传送。通过将虚拟SIM存入云SIM卡池,提高了数据的安全性,保证了鉴权密钥(Key Identifier,KI)、源信令点编码(Original Point Code,OPC)等核心鉴权信息不被泄露。同时,软件写号的方法极大的降低了开发成本以及维护成本。当用户更换平台时,软件接口拥有更好的可移植性,非常方便快捷。本发明只有需要网络鉴权操作时,移动终端才通过SIM卡管理模块与卡池中的物理SIM卡进行通讯,整个过程在移动终端内部使用的是软件接口,不需要对已有终端进行硬件上修改,显著降低地区漫游和国际漫游的费用,同时降低移动终端更新成本。
附图说明
图1为本发明的整体模块框图;
图2为本发明的核间透传的结构原理图;
图3为本发明鉴权数据信息流图;
图4为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理及方法进行详细说明。
如图1所示,本发明提出的虚拟SIM卡系统,在远程设有一个物理SIM卡池和一个SIM卡管理模块,物理SIM卡池内存储了不同国家或地区的不同运营商的各种物理SIM卡,物理SIM卡的数量不受限制,可以是海量级的,可以在其中选择对应国家、运营商、资费套餐、网络制式的物理SIM卡。SIM卡管理模块设于远程服务器,对物理SIM卡池中的物理SIM卡的信息进行管理,会根据一些分配策略从物理SIM卡池中筛选相应的物理SIM卡的信息,并将发送给对应的移动终端。分配策略可以根据移动终端当前所处的国家/地区、当前所处的时段、用户的使用需求选择资费最低的物理SIM卡的信息。用户的使用需求包括短信量需求、网络流量需求、通话时长需求。例如,当前某个移动终端位于日本,处于晚上9点,用户的使用需求设置为500M流量5天,则SIM卡管理模块从物理SIM卡池中选择一个最合适的物理SIM卡,并将该SIM卡的相关信息发送给移动终端,这是一种各个条件均结合起来进行组合筛选的方式,本发明并不限于这一种方式,也可以只根据所处的国家或者地区来分配相应国家或地区的SIM卡,也可以是根据运营商的资费标准,在不同国家或地区调用不同的资费套餐的SIM卡,或者是根据设备使用时间段来分配相应的SIM卡,以求达到最低资费开销的。再例如一张SIM卡资费套餐有200M免费流量,当前SIM卡使用完200M流量后,SIM卡管理服务器会自动调用相同资费套餐的SIM卡供终端设备使用,按照每日,每月通话时长切换策略,按照优惠时段切换策略,按通信套餐切换策略,按地理位置切换策略等等。
在移动终端方面,需要在移动终端(下面均以手机为例说明)中插入一张全球漫游卡,当用户在国外时,通过全球漫游卡向SIM卡管理模块报告当前所处的位置,从SIM卡管理模块那获取一个适用于当地的SIM卡信息。获取到的物理SIM卡的信息其中包含了物理SIM卡的国际移动用户识别码(IMSI)和客户鉴权键Ki。移动终端将通过IMSI去完成鉴权注册,一旦移动终端完成鉴权注册,将从全球漫游卡切换到“虚拟SIM卡”,由“虚拟SIM卡”来实现对应的物理SIM卡的功能。
手机上还设有高通LTE芯片,具体的可以采用型号为Qualcomm9x15系列的高通芯片,该芯片运行多个CPU处理器以及多个模块,在本发明中主要对其中两个模块进行了改进: APPS模块(应用处理模块)以及MPSS模块(无线协议栈模块)。
APPS模块可以实现的功能有:处理音频、板支持包、Flash存储、USB传输、运行Android操作系统。远程服务器的SIM卡管理模块能和APPS模块直接通讯,但是无法与MPSS模块直接通讯。所有实现虚拟SIM卡的相关应用软件均设置在了APPS模块。
MPSS模块可以实现的功能有:处理无线协议栈、语音电话、数据业务、GPS、射频、短信、SIM卡功能,即无线通信协议相关功能。传统的物理SIM卡通过硬件接口与MPSS模块连接,实现相应的通话、发短信等功能。
现有的各运营商发行的物理SIM卡都会在其内设置加密的鉴权算法,只有通过鉴权算法得到相应的鉴权数据(鉴权信息),才能完成SIM卡相应的功能。而本发明缺乏相应的物理SIM卡来与MPSS模块连接,实现相应的SIM卡功能。如图3所示,本发明通过虚拟SIM卡来实现物理SIM卡功能的主要原因在于:高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,这个物理SIM卡的信息中由于包含了其IMSI,APPS模块可以通过这个IMSI去物理SIM卡处获取鉴权信息(鉴权数据),然后将鉴权信息通过核间透传,传递给MPSS模块,MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,从而使MPSS模块可以像与物理SIM卡连接着一样实现相应的功能。
如图2所示,本发明所指的核间透传是指SIM卡驱动程序及相关业务功能运行在Modem处理器的MPSS模块,而生成虚拟SIM卡的应用程序运行在AP处理器的APPS模块,因此我们需要在Modem处理器与AP处理器之间建立一条管道,用于传输各种数据。我们用到了高通平台的内存共享单元(SMD, Share Memory Deliver)和高通编程接口(QMI, Qualcommmessage interface)。
内存共享单元在不同处理器之间实现内存共享,通过USB接口传输数据包,称之透传。但是SMD层的USB格式数据包,无法直接使用,由此引入QMI层的可编程格式数据包。
高通编程接口封装高通平台可编程的应用接口,QMI层运行在SMD层之上,将USB格式数据包封装为更加人性化的软件接口,所以通过QMI实现不同处理器之间通讯。进而通过QMI实现APPS模块的虚拟SIM应用程序与MPSS模块的SIM驱动程序以及业务功能之间的交互。Qualcomm平台的不同处理器之间通讯功能由此实现。
进一步的,在APPS模块以及MPSS模块可以分别设计定制化可编程接口,以实现一些增值业务。
图4所示系统流程图,在移动终端通过虚拟SIM卡系统实现使用虚拟SIM卡的方法,需要在移动终端内其中一个通道安装全球漫游卡,通过全球漫游卡向SIM卡管理模块汇报当前所处位置。当用户下了飞机,手机开机后将会对远程服务器发起接入验证和连接请求,SIM卡管理模块验证终端用户合法性。接着手机通过全球漫游卡主动上报包含当前位置的消息。通过分析手机的位置信息,SIM卡管理模块分配最合适的物理SIM卡的信息给手机。移动终端采用高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,APPS模块与SIM卡管理模块通讯,通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据,将鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的另一个通道物理SIM卡的功能。整个系统可以设置分布式的云转发节点,覆盖全球各大区域,手机与远程服务器的通讯将会通过最近的节点来实现。
移动终端注册成功后,在运行过程中会周期性主动上报消息给SIM卡管理模块,上报消息包括了终端当前电信运营商、网络制式、数据业务状态,小区能力信息、信号强度等。该过程称之为心跳数据。
SIM卡管理模块根据心跳数据判断是否需要重新动态绑定虚拟SIM卡。小区切换过程需要云SIM服务器管理,由于终端地理位置上的移动,原注册SIM卡变成了资费昂贵漫游卡,或原运营商在该地没有服务信号。此时需要云SIM服务器通过终端心跳数据,从数据库中调用出最优化的物理SIM卡,重新进行虚拟SIM卡写号,该过程称之为动态绑定。
本发明实施的虚拟SIM实现方法,通过生成虚拟SIM卡,无需像现有技术那样借助硬件接口写卡号,极大的降低了开发成本以及维护成本。同时,用户更换平台时,软件接口拥有更好的可移植性,非常方便快捷。
以上具体实施例仅用以举例说明本发明的结构,本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化,这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种虚拟SIM卡系统,其特征在于,包括:
物理SIM卡池,存储了不同国家或地区的不同运营商的物理SIM卡;
SIM卡管理模块,设于远程服务器,对所述物理SIM卡的信息进行管理,根据分配策略从物理SIM卡池中筛选相应的物理SIM卡的信息,并将发送给对应的移动终端;
移动终端,具有双通信通道的高通LTE芯片以及使用其中一个通信通道的全球漫游卡,所述全球漫游卡通过其中一个通信通道向SIM卡管理模块汇报当前所处位置,所述高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,经由另一个通信通道通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据,然后将所述鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,所述MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的物理SIM卡的功能。
2.如权利要求1所述的虚拟SIM卡系统,其特征在于,所述核间透传为所述高通LTE芯片的APPS模块和MPSS模块之间通过USB接口连接,且分别具有基于USB接口的内存共享单元以及基于内存共享单元进行通讯的高通编程接口,所述APPS模块和MPSS模块的处理器通过所述高通编程接口、内存共享单元以及USB接口实现不同处理器之间数据传递。
3.如权利要求1所述的虚拟SIM卡系统,其特征在于,所述分配策略根据移动终端当前所处的国家/地区、当前所处的时段、用户的使用需求选择资费最低的物理SIM卡的信息。
4.如权利要求3所述的虚拟SIM卡系统,其特征在于,所述用户的使用需求包括短信量需求、网络流量需求、通话时长需求。
5.如权利要求1所述的虚拟SIM卡系统,其特征在于,所述高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息包括物理SIM卡的国际移动用户识别码和客户鉴权键。
6.如权利要求1所述的虚拟SIM卡系统,其特征在于,所述高通LTE芯片的型号为Qualcomm9x15系列芯片。
7.采用如权利要求1至6任意一项权利要求所述的虚拟SIM卡系统实现移动终端使用虚拟SIM卡的方法,包括如下步骤:
在移动终端内安装全球漫游卡;
通过全球漫游卡向SIM卡管理模块汇报当前所处位置;
移动终端采用高通LTE芯片的APPS模块接收相应的物理SIM卡的信息,APPS模块余SIM卡管理模块通讯,通过SIM卡管理模块向对应的物理SIM卡获取鉴权数据;
将所述鉴权数据采用核间透传给高通LTE芯片的MPSS模块,所述MPSS模块与当前所处位置的基站通讯,完成对应的物理SIM卡的功能。
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